轻烧白云石的煅烧工艺对活性度的影响

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! 第" 期
冯小平等： 轻烧白云石的煅烧工艺对活性度的影响
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有关， 而分解程度与煅烧温度、 保温时间及颗粒度密 切相关。从白云石的 012 分析曲线 （ 见图 / ） 可以 看出， 该 曲 线 有 两 个 吸 热 谷： 第一吸热谷出现于 34$& ； 第二吸热谷出现于 5"$& 。而从热失重速率 变化曲线 （ 图 %） 上看， 在 34$& 和 5"$& 热失重质量 变化率达到最大， 012 分析和热失重分析结果完全
收稿日期： #$$32$32#3
万方数据 作者简介： 冯小平 （ "N%# _ ） ， 男， 副教授， 主要从事无机非金属材料的研究。
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矿产综合利用
!""# 年
粒径的颗粒， 其成分见表 $ 。同时， 对白云石进行矿 物相鉴定， 结果见图 $ 。从化学分析结果来看， 该原 料 %&’ ( )*’ 的 摩 尔 比 为 "+ ,! ， 而白云石 （ %&)* 中 %&’ ( )*’ 的摩尔比应为 $ ， 其主要原因 （ )’- ） !） 是矿物中除了白云石矿物外， 还有碳酸钙晶体的存 在， 从 ./0 分析结果可以明显看出。 表 $1 白云石的主要化学成分 ( 2
%&’ $,+ ,$ )*’ -!+ !5 34’! $+ ,, 3 "+ "$6
!1 结果分析与讨论
!+ $1 正交实验结果 正交实验结果见表 - 。 表 -1 煅烧工艺对活性度的影响实验结果
实验 序号 $ ! 5 : 6 # , ; ! " # 水平级差 颗粒度 ( 77 $: -" 5: 5: $: -" -" 5: $: !!;+ -$,+ " $:6+ " $6!+ " 煅烧温度 (8 ;"" ;"" ;"" $""" $""" $""" $$:" $$:" $$:" $,"+ 6 !,-+ , !-;+ " $"-+ ! 保温时间 (9 "+ : $+ : !+ : "+ : $+ : !+ : "+ : $+ : !+ : $,;+ ; !6-+ $ !:"+ #-+ ! 活性度 ( 7A $", !5: $,, $$-## -6$ -5, $6# !"!
［ "］ 的经济效益 。本文主要探讨煅烧工艺制度对轻
烧白云石活性度的影响。
"! 实! ! 验
"& "! 实验原料 选取武钢矿业公司乌龙泉矿白云石， 制成不同
［) ］ 郑水林& 超微粉体加工技术与应用 ［ 4］ & 北京： 化学工业 出版社， #$$*& ’* + *#& ［N］ 蒋朝谰& 磁选理论及工艺 ［ 4］ & 北京： 冶金工业出版社& "NN’& *’ + *3& ［ "$ ］ 章西焕， 马鸿文， 杨静， 高颖& 利用粉煤灰合成 "(O 沸石 分子筛的实验研究 ［ @］ & 中国非金属矿工业导刊， #$$( （#） ： ") + ##& ［ "" ］ 李巧玲& 用粉煤灰制取分子筛的研究 ［ @］ & 新技术新工 艺， "NN) （(） ： (% + ()&
冯小平" ，张正文# ，谢峻林"
（ "& 武汉理工大学，湖北! 武汉! ’($$%$ ； ! #& 武钢矿业公司乌龙泉矿，湖北! 武汉! ’($$)$ ）
! ! 摘要： 以白云石为研究对象， 考察了轻烧白云石的煅烧工艺对活性度的影响。结果表明： 影响轻烧白云石活性 度的主要因素为煅烧温度、 保温时间和颗粒大小， 其最佳煅烧工艺为： 粒度 "* + ($,,， 温度 "$$$ + ""$$- 、 保温时 间 " + #.。 关键词： 轻烧白云石；活性度；工艺参数；煅烧 中图分类号： /0"""& "%! 文献标识码： 1! 文章编号： "$$$23*(# （ #$$% ） $"2$$"(2$’
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! 第" 期 ! 2(3 " ! 矿产综合利用 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! #$$% 年 # 月 4*53 #$$% !"#$%&"’&()* +$%#%,-$%(. (/ !%.*’-# 0*)("’1*)
轻烧白云石的煅烧工艺对活性度的影响
1 1 轻烧白云石活性度的测定按照冶金行业标准 <= ( >$": ? $;;# 冶金石灰物理检验方法进行。将煅 烧好的白云石迅速冷却， 并制成粒径为 $ @ :77 的 样品， 每次取 :"&， 放入 !A 温度为 5" B $8 的温水 中， 加入酚酞指示剂， 在电动搅拌机的搅拌下， 将试 样一次倒入水中消化并开始计算时间。当消化开始 呈红色时， 用浓度为 57CD ( A 的盐酸滴定， 直到红色 消失， 记录第 $"74E 盐酸消耗总体积数 （ 7A ） 即为活 万 方数据 性度。
万方数据
（ "$$$& ， 保温 +$(,-）
速度会越慢。如果煅烧温度很高， 分解程度加大， 会 造成表面过烧， 从而降低轻烧白云石的活性度。 这 （ 下转 #% 页）
! 第" 期
［’］ 7& 489:;:<:， =& ;:,:,>?>， @& A.BC:?:& 4DE.:<BF, >G HD>2 IB?D G>9, E>:I GI; :F. C; :IJ:IB .;K9>?.D9,:I 9D:E?B>< ［ @］ & L<?& @& 4B<D9& M9>EDFF& 3’ （ #$$’ ） ： " + )& ［*］ 张术根， 申少华， 等& 廉价矿物原料沸石分子筛合成研究 ［ 4］ & 长沙： 中南大学出版社， #$$(& ［3］ 陈泉水& 粉煤灰制备 ’1 分子筛工艺研究 ［ @］ & 化工矿物 与加工 ［ @］ & #$$" （"） ： "$ + ""& ［%］ 沈威， 黄文熙， 闵盘荣& 水泥工艺学 ［ 4］ & 武汉： 武汉工业 大学出版社， "NN"& ""’ + ""3&
水平 $ ! 颗粒度 ( 77 $: -" 5: 煅烧温度 ( 8 ;"" $""" $$:" 保温时间 ( 9 "+ : $+ : !+ :
时间三个因素中， 颗粒大小对轻烧白云石的活性影 响最大， 其次为煅烧温度和保温时间。在实际生产 中， 白云石的颗粒一般控制为 $" @ :"77。从理论 上讲， 颗粒越小， 热传导越快， 白云石分解越充分， 轻 烧白云石的活性越高。在本实验加热的过程中， 由 于热传导原因会造成颗粒内外温差很大， 当保温时 间过长或者煅烧温度过高， 会造成白云石表面过烧 而降低其活性。另一方面， 当煅烧温度过低或者保 温时间过短， 会造成白云石分解不充分， 也会降低其 活性。从实验结果来看， 当颗粒度为 $:77、 煅烧温 度为 $"""8 、 保温时间为 ;"74E 时， 轻烧白云石的 活性度最大， 为 -##7A， 完全满足炼钢需要的轻烧白 云石对活性度的要求 （ 武钢要求轻烧白云石对活性 度的指标为： 活性度%$:"7A） 。 !+ !1 烧煅温度和保温时间对轻烧白云石活性的影响 为了探讨最佳的煅烧制度， 对颗粒为 -"77 的 白云石， 又分别在不同煅烧温度和不同保温时间的 条件下， 考察了轻烧白云石的活性度， 其结果见图 ! 。 1 1 实验结果表明： 在 $$""8 煅烧 $+ :9， 轻烧白云 石的活性度达到最大， 并且随着时间的延长， 活性度 变化较小。而在 $$:"8 条件下煅烧， 活性度达到最 大值后， 很快又降低。这主要是由于温度越高， 随着
［ #］ ， 一致。这 表 明 白 云 石 的 分 解 过 程 为 两 步 完 成
即： 镁质 化 分 解 反 应： 2678 （ 29’ ） # &$ 2629’ : 789 : 29# ( 图 #! 煅烧温度和保温时间对活性度的影响 时间的增加， 分解程度越完全， 但同时白云石表面会 造成过烧现象而影响活性度。对于 "$%$& 条件下 煅烧， 则需要较长的保温时间， 活性度才能达到最大 值， 这主要是由于温度较低时， 颗粒表面的分解不完 全所造成的。因此， 对于颗粒为 ’$(( 的白云石在 ""$$& 进行煅烧， 可以得到活性度较高的轻烧白云 石， 生产工艺也较易控制。 #) ’! 颗粒度对轻烧白云石活性的影响 正交实验结果表明， 颗粒度对轻烧白云石活性 的影响较大。为了进一步探讨颗粒度对活性度的影 响， 分别取不同粒径的颗粒进行了煅烧实验， 其结果 见图 ’ 。结果表明， % * ’$(( 之间的颗粒在 "$$$& 、 保温 +$(,-， 可以得到活性度大于 #$$(. 的轻烧白 云石， 满足炼钢对活性度的要求。在 "$$$& 进行煅 烧， "%(( 的颗粒活性最高。 #) /! 讨论 轻烧白云石的活性与其分解的程度和烧结程度 图 /! 白云石的 012 曲线 钙质化分解反应： 2629’ &$269 : 29# (
! ! 随着我国炼钢工业的快速发展， 对造渣剂的需 求越来越大， 对其质量的要求也越来越高。在造渣 剂中， 适当增加 456 含量， 可以减轻炉渣对炉衬的 侵蚀， 从而提高炉龄， 缩短化渣时间， 提高脱磷效果。 我国白云石资源十分丰富， 且分布广泛， 利用轻烧白 云石作为炼钢的造渣剂具有广阔的应用前景和巨大
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百度文库
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图 %! 白云石的热失重变化率曲线 ! ! 第一过程与碳酸镁的分解相似， 而第二个过程 则主要是 2629’ 的分解。从理论上讲， 白云石的分 解温度范围是 3’$& * 5’$& 。而在实际生产中， 由 于白云石的颗粒较大， 颗粒表面会很快分解。但是， 由于热传导的影响， 越到颗粒内部温度会越低， 分解 图 ’! 粒度对活性度的影响
1 1 初步实验结果表明： 在颗粒度、 煅烧温度、 保温 图 $1 白云石的 ./0 图谱 $+ !1 实验方法 本实验采用高温进样的方式， 即先将硅碳棒电 炉升温至需要的温度， 再将试样放入进行煅烧。实 验着重探讨了颗粒度、 煅烧温度、 保温时间等因素对 轻烧白云石活性度的影响， 实验方案采用正交实验， 其水平因素见表 ! 。 表 !1 水平因素表